JPS6231948B2 - - Google Patents

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JPS6231948B2
JPS6231948B2 JP57140024A JP14002482A JPS6231948B2 JP S6231948 B2 JPS6231948 B2 JP S6231948B2 JP 57140024 A JP57140024 A JP 57140024A JP 14002482 A JP14002482 A JP 14002482A JP S6231948 B2 JPS6231948 B2 JP S6231948B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
artificial heart
outer box
mover
blood
heart
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57140024A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5928970A (en
Inventor
Kazumi Taguchi
Hajime Yamada
Naotake Nishizawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Orion Machinery Co Ltd
Original Assignee
Orion Machinery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Orion Machinery Co Ltd filed Critical Orion Machinery Co Ltd
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Publication of JPS6231948B2 publication Critical patent/JPS6231948B2/ja
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  • Prostheses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は人工心臓の駆動方法に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for driving an artificial heart.

例えば心臓手術のため及びその時に心不全で血
液の補助循環を必要とする場合、あるいは長期に
亘つて心臓機能の一部又は全部を他のものに代行
させる必要がある場合に人工心臓(血液ポンプ)
が使用される。この人工心臓は自然心臓の心室に
相当する人工心室を有する血液容器を生体の静脈
と動脈とに接続しこの血液容器内の人工心室を拡
張してその中に静脈から返つてくる血液を逆止弁
を介して導入し充満させ、次いで上記人工心室を
圧縮して人工心室内の血液を動脈に逆止弁を介し
て駆出させるもので、上記の人工心室における血
液の充満、駆出を繰り返すことにより自然心臓の
機能を代行するものである。そして人工心室を収
縮、拡張させるためには従来、圧縮空気およびこ
の圧縮空気の減圧吸引手段が用いられたり、液体
が媒体として用いられたり、機械的手段が用いら
れたりしている。
For example, an artificial heart (blood pump) is used for heart surgery, when auxiliary circulation of blood is required due to heart failure, or when it is necessary to have someone else take over some or all of the heart's functions over a long period of time.
is used. This artificial heart connects a blood container with an artificial ventricle, which corresponds to the ventricle of a natural heart, to the veins and arteries of a living body, expands the artificial ventricle in this blood container, and prevents blood returning from the veins into the blood container. The artificial ventricle is introduced and filled through a valve, and then the artificial ventricle is compressed to eject the blood in the artificial ventricle to the artery via a check valve.The filling and ejection of blood in the artificial ventricle is repeated. By doing so, it takes over the functions of the natural heart. In order to contract and expand the artificial ventricle, conventionally, compressed air and vacuum suction means for the compressed air have been used, liquid has been used as a medium, or mechanical means have been used.

この発明の第1実施例として、リニア直流モー
タを使用した場合について、第1図および第2図
に基づいて説明する。第1図および第2図は人工
心臓のそれぞれ水平および垂直断面図である。永
久磁石群1,2をつけた移動子3とサツク4,5
が外箱6の内部にあり、外箱6には駆動用コイル
7,8が装着してある。移動子3は図示していな
いベアリングを介して外箱6と接続しており、第
1図および第2図の矢印A,Bの方向に往復運動
できる構造になつている。充電式電池を使用し、
人工心臓制御装置を含めて携帯可能なようにコン
パクトに組立てた制御装置9によつて固定子を構
成するコイル7,8に制御された電流を流すこと
によつて、永久磁石群1,2と固定子を構成する
コイル7,8との間に電磁力を生じ、この力によ
つて移動子3を任意の速度、周期、推力、ストロ
ークで外箱6内で第1図および第2図の矢印A,
Bの方向に往復運動させることができる。上記移
動子3が往復運動することにより、移動子3と押
し板10,11とに接しているサツク4,5は交
互に圧縮され、したがつてサツク4,5内の血液
は逆止弁12,13を介してそれぞれ駆出口動脈
へと駆出される。血液を駆出する場合はサツク4
または5は、移動子3と押し板10または11に
よつて機械的に接触して圧縮される。血液をサツ
ク内に充満する時には、サツク4,5は移動子3
にも押し板10,11にもどちらにも固定されて
いないので、外箱6の内部を気密に保ち、移動子
2が片方のサツク(例えば4)を押し、このサツ
クが収縮することによつて外箱6の内部に生じる
陰圧によつて、もう一方のサツク(例えば5)が
全体的に拡張して、図示していない逆止弁(例え
ば15)を介して静脈より受納口から血液がこの
サツク(例えば5)の内部に充満される。このと
き、外箱6の内部に発生する陰圧を、例えば外箱
6の内部の流体を出し入れできる小型ポンプや、
あるいはベローズ等のダンパー機構もしくは上記
両者を併用して構成される陰圧調節装置16によ
つて常に適切な強さになるように調節することに
より、過度の陰圧が静脈にかかることを防ぎ、血
液のサツクへの充満を容易にし、心拍出量を増大
させることができる。上記の心臓ポンプは、心臓
手術時の血液ポンプとしても、また心不全等の弱
つた心臓を補助する体外循環を行う補助人工心臓
としても、また自然心臓を完全に代行する完全人
工心臓としても、いずれにも使用することができ
る。
As a first embodiment of the present invention, a case where a linear DC motor is used will be explained based on FIGS. 1 and 2. 1 and 2 are horizontal and vertical cross-sectional views, respectively, of the artificial heart. Mover 3 with permanent magnet groups 1 and 2 and magnets 4 and 5
is located inside the outer box 6, and drive coils 7 and 8 are attached to the outer box 6. The mover 3 is connected to the outer box 6 via a bearing (not shown), and has a structure capable of reciprocating in the directions of arrows A and B in FIGS. 1 and 2. Uses rechargeable batteries,
The permanent magnet groups 1 and 2 are controlled by passing a controlled current through the coils 7 and 8 constituting the stator by a control device 9 that is compactly assembled to be portable and includes an artificial heart control device. An electromagnetic force is generated between the coils 7 and 8 constituting the stator, and this force causes the mover 3 to move at any speed, period, thrust, and stroke within the outer box 6 as shown in FIGS. 1 and 2. Arrow A,
It can be reciprocated in the direction B. As the slider 3 reciprocates, the sacs 4 and 5 in contact with the slider 3 and the push plates 10 and 11 are alternately compressed, so that the blood in the sacs 4 and 5 is transferred to the check valve 12. , 13 to the ejection artery. When ejecting blood, use Satsu 4
or 5 is mechanically contacted and compressed by the mover 3 and the push plate 10 or 11. When filling the sac with blood, the sacs 4 and 5 are moved by the mover 3.
Since it is not fixed to either the pushing plates 10 or 11, the inside of the outer box 6 is kept airtight, and when the slider 2 pushes one sac (for example, 4), this sac contracts. Then, due to the negative pressure generated inside the outer box 6, the other sac (for example, 5) expands as a whole, and is passed from the vein to the receiving port via a check valve (for example, 15), not shown. Blood fills the inside of this sac (eg 5). At this time, the negative pressure generated inside the outer box 6 can be controlled by, for example, a small pump that can take in and out the fluid inside the outer box 6.
Alternatively, excessive negative pressure can be prevented from being applied to the veins by always adjusting the strength to an appropriate level using a damper mechanism such as a bellows or a negative pressure regulating device 16 configured by using both of the above. It facilitates the filling of the sac with blood and can increase cardiac output. The above-mentioned heart pump can be used as a blood pump during heart surgery, as an auxiliary artificial heart that performs extracorporeal circulation to support a weakened heart due to heart failure, or as a complete artificial heart that completely replaces the natural heart. It can also be used.

次にこの発明の第2の実施例として、リニアパ
ルスモータを使用した場合について第3図および
第4図を基にして説明する。第3図および第4図
は人工心臓のそれぞれ水平および垂直断面図であ
る。この実施例において、前記の第1実施例と同
一部分は同一符号を付してその説明を省略する。
この実施例においては、永久磁石、コイル、継鉄
等からなる固定子17と移動子18とによりリニ
アパルスモータが構成されている固定子を構成す
る。コイル19,20に制御された電流を流すこ
とにより移動子18は任意の速度、同期、推力、
ストロークで第3図および第4図の矢印A,Bの
方向に往復運動し、その先端に取り付けてある押
し板21,22と外箱6によつてサツク4,5が
交互に圧縮され、血液ポンプの機能を発揮する。
その他の作用は、前記の第1実施例と同様である
ので、その説明を省略する。
Next, as a second embodiment of the present invention, a case where a linear pulse motor is used will be described with reference to FIGS. 3 and 4. Figures 3 and 4 are horizontal and vertical cross-sectional views, respectively, of the artificial heart. In this embodiment, the same parts as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted.
In this embodiment, a stator 17 made of a permanent magnet, a coil, a yoke, etc., and a mover 18 constitute a stator that constitutes a linear pulse motor. By passing a controlled current through the coils 19 and 20, the mover 18 can be controlled at any speed, synchronization, thrust,
The sacs 4 and 5 are alternately compressed by the pushing plates 21 and 22 and the outer box 6 attached to the tips of the sacs, which move in the directions of arrows A and B in FIGS. Demonstrates the function of the pump.
Other functions are the same as those in the first embodiment, so their explanation will be omitted.

次にこの発明の第3実施例としては、リニア振
動アクチユエータを使用した場合について第5図
および第6図を基にして説明する。第5図および
第6図は人工心臓のそれぞれ水平および垂直断面
図である。この説明において、前記第1実施例と
同一部分は同一符号を付してその説明を省略す
る。この実施例においては、鉄心あるいは永久磁
石より成る移動子24と固定子を構成するコイル
25,26によつてリニア振動アクチユエータを
構成している固定子を構成する。コイル25なら
びに26に制御された電流を流すことによつて、
移動子24が第5図および第6図の矢印A,Bの
方向に往復運動し、サツク4,5を交互に圧縮
し、ポンプ作用が発揮される。その他の作用は前
記の第1実施例と同様であるので、その説明は省
略する。
Next, as a third embodiment of the present invention, a case where a linear vibration actuator is used will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 and 6 are horizontal and vertical cross-sectional views, respectively, of the artificial heart. In this description, the same parts as in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, a moving element 24 made of an iron core or a permanent magnet and coils 25 and 26 forming a stator constitute a stator that constitutes a linear vibration actuator. By passing a controlled current through the coils 25 and 26,
The mover 24 reciprocates in the directions of arrows A and B in FIGS. 5 and 6, alternately compressing the sucks 4 and 5, thereby exerting a pumping action. Other functions are the same as those of the first embodiment, so their explanation will be omitted.

上記の実施例においては、人工心臓を駆動する
リニアモータとして、リニア直流モータ、リニア
パルスモータ、リニア振動アクチユエータを使用
した場合を説明したが、その他の形式のリニアモ
ータ、例えばリニア誘導モータ、リニア直流ソレ
ノイド、リニアハイブリツドモータ等を使用した
場合も、上記3つの実施例と同様になるので、そ
れらの説明は省略する。また、この発明によれば
人工心臓を駆動する動力源として各種のリニアモ
ータを使用し、人工心臓と一体にして組み立てて
あるので、駆動装置を含めた人工心臓全体が非常
に小型化され、さらに電源に充電式電池を用い、
この電池と制御装置並びに陰圧調節装置を一体に
して携帯型として組み立てることができるので、
小型で携帯可能な人工心臓システムを供給するこ
とができる。サツクを移動子と外箱との間に挾み
込むようにし、接合するように構成していないこ
と及びサツクの膨張を外箱内の陰圧により均等に
サツクにかけながら膨らませるように構成してい
るので、サツクに無理な力がかからず済み、サツ
クの寿命を高めることができる。
In the above embodiment, a linear DC motor, a linear pulse motor, and a linear vibration actuator were used as the linear motor to drive the artificial heart, but other types of linear motors, such as linear induction motors, linear DC motors, etc. Even if a solenoid, a linear hybrid motor, etc. are used, the same results as in the three embodiments described above will be provided, so a description thereof will be omitted. In addition, according to this invention, various linear motors are used as a power source to drive the artificial heart, and are assembled together with the artificial heart, so the entire artificial heart including the drive device can be extremely miniaturized. Using a rechargeable battery as a power source,
This battery, control device, and negative pressure adjustment device can be assembled into a portable device.
A small and portable artificial heart system can be provided. The sac is sandwiched between the mover and the outer box, and the sac is not connected to each other, and the sac is expanded by applying negative pressure evenly to the sac within the outer box. Because of this, there is no need to put excessive force on the sac, and the lifespan of the satsuku can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図はリニア直流モータを使用
した場合の人工心臓の模式図で、第1図は水平断
面図、第2図は垂直断面図である。第3図および
第4図はリニアパルスモータを使用した場合の人
工心臓の模式図で、第3図は水平断面第4図は垂
直断面図である。第5図および第6図はリニア振
動アクチユエータを使用した場合の人工心臓の模
式図で、第5図は水平断面図、第6図は垂直断面
図である。
1 and 2 are schematic diagrams of an artificial heart using a linear DC motor, with FIG. 1 being a horizontal sectional view and FIG. 2 being a vertical sectional view. 3 and 4 are schematic diagrams of an artificial heart using a linear pulse motor, where FIG. 3 is a horizontal section and FIG. 4 is a vertical sectional view. 5 and 6 are schematic diagrams of an artificial heart using a linear vibration actuator, with FIG. 5 being a horizontal sectional view and FIG. 6 being a vertical sectional view.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 完全置換型人工心臓あるいは補助循環のため
の人工心臓において、密閉構造で陰圧に維持され
た外箱と、該外箱内部に設置した移動子及び該移
動子を往復動させる固定子とからなるリニアモー
タと、往復動する移動子と外箱との間に挾持され
た血液封入サツク(隔膜)とからなり、前記サツ
クが逆止弁を介して血液の受納口及び駆出口と接
続されていることを特徴とするリニアモータを使
用した人工心臓。 2 移動子が永久磁石からなり、固定子が電磁コ
イルからなることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のリニアモータを使用した人工心臓。 3 外箱の内壁にサツクと当接する押し板を装着
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項から
第2項までのいずれか1項記載のリニアモータを
使用した人工心臓。
[Scope of Claims] 1. In a complete replacement artificial heart or an artificial heart for auxiliary circulation, an outer box that has a sealed structure and is maintained under negative pressure, a mover installed inside the outer box, and a reciprocating device that moves the mover It consists of a linear motor consisting of a moving stator, and a blood-filled sac (diaphragm) held between the reciprocating mover and an outer box, and the sac is connected to a blood receiving port via a check valve. An artificial heart using a linear motor, which is connected to an ejection port. 2. An artificial heart using a linear motor according to claim 1, wherein the mover is made of a permanent magnet and the stator is made of an electromagnetic coil. 3. An artificial heart using a linear motor according to any one of claims 1 to 2, characterized in that a push plate that contacts the inner wall of the outer box is attached.
JP57140024A 1982-08-12 1982-08-12 Artificial heart using linear motor Granted JPS5928970A (en)

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JPS5928970A JPS5928970A (en) 1984-02-15
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